The science of imagination - Andrey Vyshedskiy

Khoa học thần kinh của trí tưởng tượng - Andrey Vyshedskiy

Translator: Lan Pham Reviewer: Nguyen Cao

Imagine, for a second, a duck teaching a French class,

Hãy tưởng tượng, trong một giây, một con vịt dạy tiếng Pháp,

a ping-pong match in orbit around a black hole,

trận bóng bàn xoay xung quanh lỗ đen,

a dolphin balancing a pineapple.

hay một con cá heo đang giữ thăng bằng một quả dứa.

You probably haven't actually seen any of these things,

Có lẽ bạn chưa thấy bất cứ cái gì như thế này,

but you could imagine them instantly.

nhưng bạn có thể tưởng tượng ra ngay lập tức.

How does your brain produce an image of something you've never seen?

Làm thế nào bộ não bạn tạo ra hình ảnh của điều gì đó mà bạn chưa từng thấy?

That may not seem hard,

Có vẻ không khó lắm,

but that's only because we're so used to doing it.

nhưng chỉ vì ta quá quen làm việc này.

It turns out that this is actually a complex problem

Điều này hóa ra lại thực sự là một vấn đề phức tạp

that requires sophisticated coordination inside your brain.

đòi hỏi sự phối hợp tinh vi bên trong não.

That's because to create these new, weird images,

Vì để tạo ra những hình ảnh mới mẻ, kỳ quặc,

your brain takes familiar pieces and assembles them in new ways,

bộ não lấy những mảnh ghép quen thuộc và ráp lại theo cách mới,

like a collage made from fragments of photos.

như một bức tranh làm từ những mảnh ghép nhỏ

The brain has to juggle a sea of thousands of electrical signals

Bộ não phải điều khiển cùng một lúc hàng ngàn xung điện

getting them all to their destination at precisely the right time.

đưa tất cả đến đích vào một thời điểm chính xác.

When you look at an object,

Khi bạn nhìn vào một vật,

thousands of neurons in your posterior cortex fire.

hàng ngàn nơ-ron ở vỏ não phía sau (posterior cortex) được kích hoạt.

These neurons encode various characteristics of the object:

Những nơ-ron này mã hoá hàng loạt tính chất của vật đó:

spiky, fruit, brown, green, and yellow.

lởm chởm, trái cây, nâu, xanh lá và vàng.

This synchronous firing strengthens the connections between that set of neurons,

Sự kích hoạt đồng bộ này củng cố liên kết giữa các bộ nơ-ron đó,

linking them together into what's known as a neuronal ensemble,

liên kết chúng lại thành một thứ gọi là "nhóm nơ-ron" (neuronal ensemble)

in this case the one for pineapple.

Trong trường hợp này thì đây là quả dứa.

In neuroscience, this is called the Hebbian principle,

Trong thần kinh học, điều này được gọi là nguyên lí Hebbian,

neurons that fire together wire together.

nơ-ron cùng được kích hoạt sẽ cùng liên kết với nhau.

If you try to imagine a pineapple later,

Nếu sau đó bạn cố tưởng tượng một quả dứa,

the whole ensemble will light up, assembling a complete mental image.

toàn bộ nhóm nơ-ron sẽ khởi động, mô phỏng thành một hình ảnh hoàn chỉnh trong đầu.

Dolphins are encoded by a different neuronal ensemble.

Con cá heo lại được mã hoá bằng một nhóm nơ-ron khác.

In fact, every object that you've seen

Thật ra, mỗi vật bạn đã nhìn thấy

is encoded by a neuronal ensemble associated with it,

đều được mã hoá bằng một nhóm nơ-ron liên kết với nó.

the neurons wired together by that synchronized firing.

Những nơ-ron này liên kết với nhau bằng kích thích đồng bộ ấy.

But this principle doesn't explain the infinite number of objects

Nhưng nguyên tắc này không giải thích tại sao ta lại có thể

that we can conjure up in our imaginations without ever seeing them.

hình dung vô số vật trong trí tưởng tượng dù chưa hề nhìn thấy.

The neuronal ensemble for a dolphin balancing a pineapple doesn't exist.

Nhóm nơ-ron cho hình ảnh con cá heo thăng bằng quả dứa không tồn tại.

So how come you can imagine it anyway?

Vậy làm sao bạn tưởng tượng ra được?

One hypothesis, called the Mental Synthesis Theory,

Một giả thuyết, gọi là thuyết thần kinh tổng hợp,

says that, again, timing is key.

cho rằng, một lần nữa, thời gian là điểm quyết định.

If the neuronal ensembles for the dolphin and pineapple

Nếu nhóm nơ-ron của con cá heo và quả dứa--

are activated at the same time,

được kích hoạt cùng lúc,

we can perceive the two separate objects as a single image.

chúng ta có thể đưa được hai vật riêng biệt vào một hình ảnh duy nhất.

But something in your brain has to coordinate that firing.

Nhưng phải có một bộ phận trong não bạn phối hợp sự kích thích đó.

One plausible candidate is the prefrontal cortex,

Một lựa chọn có vẻ hợp lý là vỏ não trước trán (prefrontal cortex),

which is involved in all complex cognitive functions.

bộ phận mà liên quan đến mọi hoạt động nhận thức phức tạp.

Prefrontal cortex neurons are connected to the posterior cortex

Nơ-ron vỏ não trước trán được nối với vỏ não phía sau--

by long, spindly cell extensions called neural fibers.

bằng những tế bào dài, mảnh , mở rộng được gọi là sợi thần kinh (neural fiber).

The mental synthesis theory proposes that like a puppeteer pulling the strings,

Thuyết thần kinh tổng hợp cho rằng : như nghệ nhân múa rối kéo những sợi dây rối,

the prefrontal cortex neurons send electrical signals

nơ-ron vỏ não trước trán gửi tín hiêu thần kinh

down these neural fibers

xuống những sợi thần kinh

to multiple ensembles in the posterior cortex.

đến nhiều nhóm nơ-ron ở vỏ não phía sau.

This activates them in unison.

Điều này đồng loạt kích hoạt chúng.

If the neuronal ensembles are turned on at the same time,

Nếu những nhóm nơ-ron được kích hoạt cùng lúc,

you experience the composite image just as if you'd actually seen it.

bạn sẽ tưởng tượng được hình ảnh hợp thể như thể bạn thực sự thấy nó.

This conscious purposeful synchronization

Sự đồng bộ ý thức có chủ đích

of different neuronal ensembles by the prefrontal cortex

của những nhóm nơ-ron khác nhau nhờ vỏ não trước trán

is called mental synthesis.

gọi là thần kinh tổng hợp.

In order for mental sythesis to work,

Để thần kinh tổng hợp xảy ra,

signals would have to arrive at both neuronal ensembles at the same time.

tín hiệu phải đến hai nhóm nơ-ron cùng lúc.

The problem is that some neurons

Vấn đề là một số nơ-ron

are much farther away from the prefrontal cortex than others.

cách xa vỏ não trước trán rất nhiều so với một số nơ-ron khác.

If the signals travel down both fibers at the same rate,

Nếu tín hiệu đi tới hai sợi thần kinh cùng lúc,

they'd arrive out of sync.

chúng sẽ bị lệch nhau.

You can't change the length of the connections,

Bạn không thể thay đổi độ dài của những liên kết,

but your brain, especially as it develops in childhood,

nhưng não bạn, đặc biệt khi nó phát triển trong thời thơ ấu,

does have a way to change the conduction velocity.

có cách để thay đổi vận tốc truyền.

Neural fibers are wrapped in a fatty substance called myelin.

Sợi thần kinh được bao bọc bởi một chất béo gọi là myelin.

Myelin is an insulator

Myelin là một chất cách ly

and speeds up the electrical signals zipping down the nerve fiber.

và có thể tăng tốc tín hiệu thần kinh truyền qua sợi thần kinh.

Some neural fibers have as many as 100 layers of myelin.

Vài sợi thần kinh có đến cả trăm lớp myelin.

Others only have a few.

Số khác chỉ có một ít.

And fibers with thicker layers of myelin

Sợi thần kinh có những lớp myelin dày--

can conduct signals 100 times faster or more

có thể truyền tín hiệu nhanh hơn 100 lần hoặc hơn

than those with thinner ones.

so với sợi có lớp myelin mỏng.

Some scientists now think that this difference in myelination

Một số nhà khoa học hiện giờ cho rằng sự khác nhau về lớp myelin

could be the key to uniform conduction time in the brain,

có thể là chìa khoá cho việc đồng nhất thời gian dẫn truyền trong não,

and consequently, to our mental synthesis ability.

từ đó dẫn đến khả năng tổng hợp của chúng ta.

A lot of this myelination happens in childhood,

Sự hình thành myelin này phần nhiều xảy ra vào thời thơ ấu của ta,

so from an early age,

vậy nên ngay từ nhỏ,

our vibrant imaginations may have a lot to do with building up brains

trí tưởng tưởng phong phú của ta có thể dính dáng rất nhiều tới sự phát triển não,

whose carefully myelinated connections

nơi sợi myelin được liên kết cẩn thận với nhau

can craft creative symphonies throughout our lives.

có thể tạo nên những bản giao hưởng sáng tạo trong suốt cuộc đời chúng ta.